DE3419420A1

DE3419420A1 - UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY

Info

Publication number: DE3419420A1
Application number: DE19843419420
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dipl.-Ing. Fischer; Christian Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Kublick
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-05-24
Filing date: 1984-05-24
Publication date: 1985-11-28
Also published as: BR8502425A; NO164807C; DE3419420C2; NO164807B; NO850963L; US4642475A

Description

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Siemens Aktiengesellschaft Unser ZeichenSiemens Aktiengesellschaft Our mark

Berlin und München VPA 8ΊΡ 3 1 9 Q DEBerlin and Munich VPA 8ΊΡ 3 1 9 Q DE

Unterbrechungsfreie StromversorgungUninterruptible power supply

Die Erfindung betrifft eine unterbrechungsfreie Stromversorgung mit einem vom Versorgungsnetz gespeisten Gleichrichter, dem ein Zwischenkreis mit Zwischenkreisbatterie nachgeschaltet ist und mit einem am Zwischenkreis angeschlossenen Wechselrichter, der ein gesichertes Netz versorgt, wobei die Steuerung für die unterbrechungsfreie Stromversorgung über zwei Gleichrichter gespeist ist, deren Ausgänge entkoppelt parallel geschaltet sind und von denen der erste mit dem Versorgungsnetz verbunden ist.The invention relates to an uninterruptible power supply with one fed from the supply network Rectifier, which is followed by an intermediate circuit with an intermediate circuit battery and with one on the intermediate circuit connected inverter, which supplies a secure network, whereby the control for uninterrupted Power supply is fed via two rectifiers, whose outputs are decoupled and connected in parallel and the first of which is connected to the utility grid.

Bei dieser, im Handel erhältlichen unterbrechungsfreien Stromversorgung sind die Eingangsklemmen des zweiten Gleichrichters mit der sicheren Schiene verbunden. Bei Netzausfall wird daher die Steuerung aus dem gesicherten Netz gespeist. Nachteilig ist dabei, daß bei einer Spannungsabsenkung der sicheren Schiene die Stromversorgung für die Steuerung und damit der Wechselrichter ausfallen kann.In this commercially available uninterruptible power supply, the input terminals are the second Rectifier connected to the safe rail. In the event of a power failure, the controller is therefore taken out of the secured Mains powered. The disadvantage here is that the power supply is reduced when the voltage of the safe rail drops for the control and thus the inverter can fail.

Es besteht die Aufgabe, eine unterbrechungsfreie Stromversorgung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß bei Netzausfall der Wechselrichterbetrieb auch bei Spannungsabsenkung des gesicherten Netzes aufrecht erhalten bleibt.The task is to design an uninterruptible power supply of the type mentioned above so that that in the event of a grid failure, the inverter will continue to operate even if the voltage in the secured grid drops remain.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die eine Eingangsklemme des zweiten Gleichrichter mit dem elektrischen Mittelpunkt des Zwischenkreises undAccording to the invention, this object is achieved in that the one input terminal of the second rectifier with the electrical center point of the intermediate circuit and

Soe 2 Bim / 17.05.1984Soe 2 Bim / May 17, 1984

die andere Eingangsklemme mit dem Hauptanschluß von zwei Stromrichterzweigen des Wechselrichters verbunden ist.the other input terminal is connected to the main connection of two converter branches of the inverter.

Bei dem erfindungsgemäßen Stromrichter wird die Wechselrichtereinspeisung des zweiten Gleichrichters zwischen einer Wechselrichterphase und dem vorzugsweise über zwei Kondensatoren gebildeten elektrischen Mittelpunkt des Zwischenkreises abgenommen. Damit bleibt die Ausgangsspannung des zweiten Gleichrichters praktisch konstant und hängt auch bei einer Spannungsabsenkung der sicheren Schiene nur von der Zwischenkreisspannung ab.In the converter according to the invention, the inverter feed of the second rectifier between an inverter phase and the preferably over two Capacitors formed the electrical center point of the intermediate circuit removed. This leaves the output voltage of the second rectifier practically constant and also depends on a voltage drop in the safe Rail only depends on the intermediate circuit voltage.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Stromversorgung beispielhaft anhand der Figur näher erläutert.In the following, the power supply according to the invention is explained in more detail by way of example with reference to the figure.

Die Wechselspannungsseite eines Gleichrichters 1 ist mit den Klemmen 2 eines Versorgungsnetzes verbunden. Der Gleichspannungsseite des Gleichrichters 1 ist über einen Zwischenkreis 3 der Gleichspannungseingang eines Wechselrichters 4 nachgeschaltet. In den Zwischenkreis 2 ist die Zwischenkreisbatterie 5 eingefügt. Die Wechselspannungsseite des Wechselrichters 4 ist das gesicherte Netz 6. Die Zwischenkreisbatterie 5 übernimmt die Versorgung des Wechselrichters 4, wenn das Versorgungsnetz 2 ausfällt, wobei die Batterie 5 durch den Gleichrichter 1 im Normalbetrieb ständig aufgeladen wird. Am Wechselspannungsausgang des Wechselrichters 4 steht also eine gegen Unterbrechungen des Versorgungsnetzes gesicherte Wechselspannung an, mit der das gesicherte Netz 6 gespeist wird. Zum Betrieb des Gleichrichters 1 und des Wechselrichters 4 ist eine Steuerung 7 erforderlich, die die Stromrichterventile sowohl des Gleichrichters 1, als auch des Wechselrichters 4 ansteuert. Die Stromversorgung dieser Steuerung 7 muß auch bei Netzausfall sichergestellt sein.The AC voltage side of a rectifier 1 is connected to the terminals 2 of a supply network. Of the The DC voltage side of the rectifier 1 is the DC voltage input of an inverter via an intermediate circuit 3 4 downstream. The intermediate circuit battery 5 is inserted into the intermediate circuit 2. The AC side of the inverter 4 is the secured network 6. The intermediate circuit battery 5 takes over the supply of the inverter 4 when the supply network 2 fails, the battery 5 being replaced by the rectifier 1 is continuously charged during normal operation. At the AC voltage output of the inverter 4 there is a AC voltage secured against interruptions in the supply network, with which the secured network 6 is fed will. To operate the rectifier 1 and the inverter 4, a controller 7 is required, which controls the converter valves of both the rectifier 1 and the inverter 4. The power supply this control 7 must also be ensured in the event of a power failure.

Im Ausführungsbeispiel wird die Steuerung 7 von zwei Gleichrichtern 8 und 9 gespeist, deren Gleichspannungsausgänge über zwei Entkopplungsdioden 10 und 11 parallel geschaltet und der Steuerung 7 zugeführt sind. Damit ist bei Netzausfall eine Umschaltung sichergeteilt, bei der keine Umschaltlücken auftreten. Der Gleichrichter 8, über den die Versorgung der Steuerung 7 im Normalbetrieb erfolgt, ist wechselspannungsseitig mit den Klemmen 2 des Versorgungsnetzes verbunden. Die eine Eingangsklemme des zweiten Wechselrichters 9 ist mit dem elektrischen Mittelpunkt des Zwischenkreises 3 verbunden, der im Ausführungsbeispiel der Verbindungspunkt 12 von zwei Kondensatoren 13 und 14 ist, die den Zwischenkreis 3 bzw. die Zwischenkreisbatterie 5 überbrücken. Die zweite Eingangsklemme des Gleichrichters 9 ist mit dem Hauptanschluß 15 von zwei Stromrichterzweigen 15a und 15b des Wechselrichters 4 verbunden, der im Ausführungsbeispiel schematisch mit Thyristoren in Zweiphasen-Brückenschaltung gezeigt ist. Selbstverständlich läßt sich die Erfindung auch mit mehrpulsigen Brückenschaltungen oder mit einem Wechselrichter in gegebenenfalls mehrpulsiger Mittelpunktsschaltung realisieren. Zu betonen ist noch, daß die beiden Gleichrichter 8 und 9 über getrennte Transformatoren an das Versorgungsnetz 2 oder die Einspeisung aus dem Zwischenkreis 3 angeschlossen sei können.In the exemplary embodiment, the controller 7 is fed by two rectifiers 8 and 9, their DC voltage outputs are connected in parallel via two decoupling diodes 10 and 11 and fed to the controller 7. So is In the event of a power failure, a switchover is safely shared without any switchover gaps. The rectifier 8, via which the control 7 is supplied in normal operation, is on the AC voltage side with terminals 2 connected to the supply network. One input terminal of the second inverter 9 is connected to the electrical The midpoint of the intermediate circuit 3 is connected, which in the exemplary embodiment is the connection point 12 of two capacitors 13 and 14, which bridge the intermediate circuit 3 and the intermediate circuit battery 5, respectively. The second input terminal of the rectifier 9 is connected to the main connection 15 of two converter branches 15a and 15b of the inverter 4 connected, which in the exemplary embodiment is shown schematically with thyristors in a two-phase bridge circuit is. Of course, the invention can also be used with multi-pulse bridge circuits or with an inverter realize in possibly multi-pulse mid-point circuit. It should also be emphasized that the two Rectifiers 8 and 9 via separate transformers to the supply network 2 or the feed from the intermediate circuit 3 can be connected.

Bei dieser Ausführungsform wird das Zweigpaar 15a und 15b des Leistungsteils des Wechselrichters 4 zusätzlich als Hilfswechselrichter in Halbbrückenschaltung für die Versorgung des Gleichrichters 9 ausgenutzt. Da die Stromrichterzweige 15a und 15b unabhängig vom Pulsraster und von der Aussteuerung des Wechselrichters 4 in jeder Periode für 180° el. leitend sind, bleibt der gleichgerichtete Wert der Ausgangsspannung dieser Halbbrückenschaltung praktisch konstant und hängt nur von der Größe der Spannung im Zwischenkreis 3 ab. Zu den Vorteilen derIn this embodiment, the branch pair 15a and 15b of the power section of the inverter 4 is additionally used as an auxiliary inverter in a half-bridge circuit for supplying the rectifier 9. Since the converter branches 15a and 15b independent of the pulse pattern and of the modulation of the inverter 4 in each Period for 180 ° el. Are conductive, the rectified value of the output voltage of this half-bridge circuit remains practically constant and only depends on the size of the voltage in intermediate circuit 3. Among the advantages of the

3419Λ20 - j* - VPA 84 P 3 1 9 O DE3419Λ20 - j * - VPA 84 P 3 1 9 O DE

bekannten Schaltung, nämlich einer weitgehenden Redundanz und der Vermeidung von Umschaltlücken beim Ausfall des Netzes, bleibt daher die Stromversorgung der Steuerung 7 in einfacher Weise auch dann gewährleistet, wenn die Spannung der sicheren Schiene beispielsweise im Kurzschlußfall abgesenkt werden muß.known circuit, namely extensive redundancy and the avoidance of switching gaps in the event of failure of the Network, therefore, the power supply of the controller 7 is guaranteed in a simple manner even when the The voltage of the safe rail must be lowered, for example in the event of a short circuit.

2 Patentansprüche
1 Figur2 claims
1 figure

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Claims

1. Uninterruptible power supply with a rectifier fed by the supply network, to which an intermediate circuit is connected downstream with an intermediate circuit battery and with an inverter connected to the intermediate circuit, which supplies a secure network, with the controller for the uninterruptible power supply is fed via two rectifiers, the outputs of which are decoupled in parallel and from which the first is connected to the supply network, characterized in that a Input terminal of the second rectifier (9) with the electrical center point (12) of the intermediate circuit and the other input terminal to the main connection (15) of two converter branches (15a, 15b) of the inverter (15) is connected.

2. Uninterruptible power supply according to claim 1, characterized in that the electrical center point of the intermediate circuit (3) is formed by the connection point (12) of two capacitors (13, 14) that bridge the intermediate circuit (3).